Ayaklarımızın altında, bitkilerin birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayan kocaman bir “internet” ağı yatıyor ve bu ağın ana maddesi mantarlar!

Bu iletişim ağı, geniş popülasyonlara ulaşan bitkilerin her birinin birbiriyle olan etkileşimini hızlandırıyor ve çok uzaklarda kalmış bitkilerin iletişimini ve birbirlerine yardım etmelerini sağlıyor. Fakat; aynı zamanda bazı ”suç”lara da imkân sağlıyor.

Toprak üzerindeki kısmı mantarın en bilinen kısmı olsa da, mantarların vücutlarının büyük bir kısmı miselyum denilen ince iplik kitlelerinden oluşuyor. Yapılan araştırmalar sayesinde, bu ipliklerin bir tür yeraltı internet ağı gibi iş gördüğünü ve bitkilerin köklerini birbirine bağladığını biliyoruz. Aralarında birkaç metre olan iki bitkinin miselyum sayesinde birbirleriyle iletişim halinde olma ihtimali çok yüksek.

Ayaklarımızın altında, bitkilerin birbirleriyle iletişim kurmasını sağlayan kocaman bir ‘’internet’’ ağı yatıyor ve bu ağın ana maddesi mantarlar!

Bu yeraltı ağları hakkında daha çok şey öğrendikçe, bitkilerle ilgili bildiğimizi sandığımız gerçekler de değişiyor. Bitkiler sessizce büyüyüp, zamanı geldiğinde çürüyüp gitmekten çok uzaklar. İletişim ağları sayesinde komşularıyla besin ve bilgi alışverişi yapıyor, hatta çevrelerinde istemedikleri bitkileri bu ağ üzerinden salgıladıkları zehirli kimyasallarla sabote ediyorlar.

Bitkilerin yaklaşık yüzde 90’ı mantarlarla karşılıklı yarar içerisindeler. Bir 19. yüzyıl biyoloğu olan Albert Bernhard Frank, mantarların ve bitkilerin köklerinde kolonileşmeyle gerçekleşen bu ilişkiyi betimlemek için mikoriza kelimesini icat etti.

Mikorizal bitki gruplarında bitki, mantara karbonhidrat olarak yiyecek sağlıyor. Bunun karşılığında mantar, bitkinin su emmesine yardımcı oluyor ve aynı zamanda fosfor ve nitrojen gibi besinleri miselyumları üzerinden bitkiye iletiyor. 1960’lardan bu yana mikorizanın bitkilerin büyümesinde açık bir şekilde rol oynadığı biliniyor.

Mantar ağ sistemleri aynı zamanda ev sahibi bitkinin bağışıklık sistemini de destekliyor. Bu da, bir mantar bitkinin köklerinde kolonileştiği zaman, bunun savunmaya yönelik kimyasal üretimini tetikliyor ve bitikinin bağışıklık sisteminin daha sonra oluşabilecek tehditlere daha hızlı ve etkili karşılık vermesiyle priming yani “ilk ateşleme” denilen bir fenomeni yaşanıyor.

Mantarlar
Mantar ağ sistemleri aynı zamanda ev sahibi bitkinin bağışıklık sistemini de destekliyor. Bu da bir mantar, bitkinin köklerine kolonileştiği zaman bunun, savunmaya yönelik kimyasal üretimini tetikliyor ve bitikinin bağışıklık sisteminin daha sonra oluşabilecek tehditlere daha hızlı ve etkili karşılık vermesiyle ‘’priming’’ yani ‘’ilk ateşleme’’ denilen bir fenomen yaşanıyor. (http://www.richard-seaman.com/)

Fakat bu kadar da değil! Artık mikorizanın büyük genişlikteki bitkileri birbirlerine bağladığını da biliyoruz. Mantar uzmanı Paul Stamets, 2008’de gerçekleştirdiği TED konuşmasında, mantarları dünyanın doğal interneti olarak betimlemişti. Bu fikrin, ilk kez 1970’lerde elektron mikroskopuyla mantarlar üzerine çalışırken aklına geldiğini söyleyen Stamets, miselyum ile Amerikan Savunma Bakanlığının ARPANET isimli günümüz internetinin erken versiyonlarından biri arasında benzerlikler gözlemlendiğini de belirtti.

Mantar ağının yapabileceklerini anlamak on yıllar sürdü. 1997’de British Columbia Üniversitesi’nden Suzanna Simard, ilk kanıtlardan birisini buldu. Simard, Douglas çamı ve huş ağacının miselyum yoluyla birbirleriyle karbon transferi yapabildiğini gösterdi. O zamandan bu yana bitkilerin aynı yolu kullanarak fosfor ve nitrojen değişimi de yapabildiğini gözlemlendi.

Simard, artık yetişkin ağaçların mantar ağ yardımıyla genç ağaçlara yardım ettiğine inanıyor. Bu yardım olmadan bir çok fidenin yaşayamayacağını belirtiyor. 1997’deki araştırmasında, yiyecek ihtiyacını giderme konusunda sıkıntı yaşayacak olan gölgede kalmış fidelerin daha çok karbon yardımı sağladığını belirtmişti.

Darwinist görüşe göre, bitkilerden sadece en güçlüsünün ayakta kaldığı durumun aksine Simard, 2011’de yayınlanan “Ağaçlar İletişim Kuruyor mu? isimli belgeselde ağaçların birbirine yardım etmeye çalıştıklarını dile getirmişti.

Buna karşın, besin transferlerinin ne kadar kullanışlı olabileceği konusu hala tartışmalı.

Tartışmalar sürerken diğer araştırmacılar, bitkilerin işiyle ilgili bilinenleri bir adım daha ileri taşıyarak, miselyum yoluyla iletişim kurabildikleri üzerine bazı kanıtlar buldular. South China Ziraat Üniversitesi’nden Ren Sen Zeng, 2010’da zararlı mantarlar tarafından etkileşime uğrayan bitkilerin, miselyum üzerinden kimyasal sinyaller göndererek komşularını uyardığını gösterdi.

Bitki ağı
South China Ziraat Üniversite’sinden Ren Sen Zeng, 2010’da zararlı mantarlar tarafından etkileşime uğrayan bitkilerini miselyum üzerinden kimyasal sinyaller göndererek komşularını uyardığını gösterdi.

Zeng’in araştırma grubu saksılara ikişer adet domates ektiler ve bu domateslerden bazıları mikoriza oluşturdular. Mantar ağları oluştuktan sonra, her çiftten bir tanesinin üzerine Alternaria Solani isimli, erken çürümeye neden olan bir bitki hastalığına yol açan zararlı mantarı sprey yoluyla bitkiye aktardılar. Yer üstünde gerçekleşecek herhangi bir kimyasal sinyali engellemek için önlem alan ekip, 65 saat sonra diğer çiftlerden sağlıklı olana da bu hastalığı bulaştırmayı denedi ve miselyum bulunan çiftlerden sağlıklı bitkilerin hastalığı kapmadığı; kapsa bile daha az zararla kurtulduğunu gözlemlediler.

Mikorizanın sadece besin aktarımına yardım etmediği, aynı zamanda bitkilerin kendilerini korumalarına da yardımcı olduğu ortaya çıktı. Bu uyarı sistemini kullanabilen tek bitkinin domates olmadığını Aberdeen Üniversitesi’nden David Johnson ve arkadaşları, baklaların yaklaşan tehlikeleri mantar ağını kullanarak ortadan kaldırdığını göstererek ortaya çıkarttı. Johnson, yaprak biti tarafından saldırıya uğramamış olan; fakat miselyumla birbirine bağlı bakla fideleri, bitlere karşı savunmalarını sağlayacak kimyasallar üretirken, miselyumla bağlı olmayanların hiçbir savunma geliştirmediğini gösterdi.

Fakat mantar ağının karanlık bir yönü de var. Bazı bitkiler bu ağı kullanarak diğerlerinden besin çalabiliyorlar. Klorofili olmayan yani fotosentez yoluyla kendi enerjilerini sağlayamayacak olan bitkiler, örneğin; Cephalanthera austiniae isimli bir orkide türü, karbon ihtiyacını bağlı olduğu ağ yoluyla çevredeki ağaçlardan sağlıyor.

Diğer orkideler sadece işlerine geldiklerinde çalıyorlar. Bu mixotrophlar (karbon ihtiyacını birden fazla yolla sağlayabilen bitki) fotosentez yapabildikleri gibi, aynı zamanda komşu bitkilerden mantar ağı yoluyla karbon çalabiliyorlar. Bahsedilen durumlar kulağa çok kötü gelmeyebilir; fakat bitkilerin işlediği bu ‘’suç’’lar çok daha kötü bir hal alabiliyorlar. Kısıtlı su ve ışık kaynağı bulunan bitki habitatlarındaki rekabet, bitkilerin birbirlerine zarar vermek için bu ağı kullanarak, zararlı kimyasallar yollamalarına sebep oluyor.

Bu “allelopati” (bir bitkinin çevredeki kimyasalların etkisiyle başka bir bitkinin yerini alması), şeker çitlembiği, akasya ve bazı okaliptüs türleri gibi bitkiler arasında çok yaygın. Diğer bitkilerin yakınlarına yerleşmesini engelleyecek ya da köklerinin çevresindeki mikrop yayılımını düşürecek maddeler salgılıyorlar.

Şüpheci bilim insanları, bu allelopatinin istenmeyen bitkilere karşı ne kadar yardımcı olabileceğini sorguluyorlar. Zararlı kimyasalların çok da uzaklara yolculuk edemeden toprak tarafından emilebileceğini ya da mikroplar tarafından bozulabileceğini söylüyorlar.

Fakat, belki de bitkiler geniş alanları kaplayan yeraltı mantar ağlarını geliştirerek bu problemin üstesinden gelebilirler. 2011’de kimyasal madde ekoloğu Kathryn Morris ve çalışma arkadaşları bu teoriyi test etmek için çalışmaya başladılar.

Morris, saksılarda mikoriza mantarlı altın kadife çiçekleri yetiştirdi. Saksılarda, kökleri dışarda tutabilecek kadar büyük deliklere sahip bir ağla çevrili silindirler bulunuyordu. Bu silindirlerin yarısı, mantar ağının geçişini engelleyecek şekilde çevrilmişti.

Takım, silindirlerin içindeki toprağı kadife çiçekleri tarafından oluşturulan diğer bitkilerin büyümesini durduran ve nematotları (yuvarlak solucanlar) öldüren iki bileşik için test etti. Mantarın büyümesine imkan sağlanılan silindirlerde, bu iki bileşiğin değerlerinin mantarsızlara göre yüzde 179 ila yüzde 278 arası daha fazla olduğu görüldü. Bu sonuçlardan anlışalacağı üzere, miselyum, toksinleri gerçekten üzerinde taşıyabiliyor.

Çalışma grubu daha sonra iki tür saksıya da marul fideleri dikti. 25 gün sonra, toksik açıdan zengin toprakta yetişenlerin, miselyumdan izole topraktakilerden yüzde 40 daha hafif olduklarını gözlemlediler. Morris bu verilerin, mantar ağının diğer bitkileri etkileyebilecek yükseklikte konsantrasyonları taşıyabildiğini gösterdiğini dile getirdi.

Mantar iletişim ağı
Mantarın toprak boyunca yayılan miselyumu (mantarın kökü) (Fotoğraf: Nigel Cattlin)

Buna karşın, bazı araştırmacılar kimyasalların taşınmasının, doğal ortamda, laboratuvarda olduğu kadar iyi bir şeklide gerçekleşemeyebileceğini öne sürdü. Berlin Free Üniversitesi’nden Michaela Achatz ve çalışma arkadaşları, benzer bir deneyi doğada gerçekleştirerek benzer sonuçlara ulaşıp ulaşamayacaklarını test ettiler.

Allelopati çalışmalarının en iyi örneklerinden bir tanesi Amerikan siyah adi cevizidir. Bu ağaç, yapraklarından ve köklerinden saldığı “juglon” isimli bir kimyasalla içerisinde patates ve salatalığın da bulunduğu pek çok bitkinin büyümelerini engeller.

Achatz ve çalışma arkadaşları, adi ceviz ağacının çevresine mantar ağının ulaşabileceği saksılar yerleştirdiler. Bu saksılar, mantar ağının ulaşamadığı saksılardan yaklaşık 4 kat daha fazla juglon bulunduruyorlardı. Juglon bakımından zengin toprakta yetişen domates fideleri yüzde 36 daha hafiflerdi.

Bazı bitkiler, mantar komünitelerinin düzenini bile değiştirebiliyorlar. Benekli peygamber çiçeği, yabanyulafı ve yumuşak brom, tüm mantarların toprak altındaki düzenini değiştirebiliyor.

Aynı zamanda hayvanlar da mantar ağından faydalanabiliyorlar. Bazı bitkiler, yararlı bakterileri ve mantarı köklerine tutturmak için bileşikler üretiyorlar; fakat bu sinyal yiyecek kök arayışındaki böcek ve solucanlar tarafından alınabiliyor. Morris, 2012’de yaptığı açıklamada miselyum üzerinden sinyal gönderen bu kimyasalların, bilmeyerek bitkileri bu hayvanlara bildirebileceğini, fakat bunun üzerine herhangi bir çalışma yapılmadığını söyledi.

Artan kanıtların sonucu olarak birçok biyolog, mantarların bitki ve diğer organizmalara sağladığı bu iletişim ağını betimlemek için ”wood wide web” yani ”ağaç çapında ağ” terimini kullanmaya başladılar.

Bu mantar ağlarının, farklı türler de dahil olmak üzere birçok bitki arasında hızlı ve etkili bir iletişim imkanı sağladığını söyleyen Morris, bunu düşünmeme sebebimizin genelde toprağın üstünde ne varsa onu görmemizden kaynaklandığını; fakat bitkilerin çoğunun yer altından miselyum bağlantılarıyla birbirlerine bağlı olduğunu ekledi.

Mantar ağı bizlere çok önemli bir ders veriyor. Birbirinden ayrı gibi görünen organizmalar bile aslında çoğu zaman birbirleriyle iletişim ve etkileşim içerisindeler ve birbirlerine ihtiyaçları var. Bobby, ekologların bir süredir organizmaların birbirlerine bağımlı olmaktan çok birbirlerine bağlı olduğunu bildiğini söylüyordu. “Ağaç çapında ağ”ın, bu bağlantıların nasıl oluştuğu konusunda önemli bir rolü varmış gibi görünüyor.

Kaynak: BBC English